JPH0534677A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0534677A
JPH0534677A JP3207189A JP20718991A JPH0534677A JP H0534677 A JPH0534677 A JP H0534677A JP 3207189 A JP3207189 A JP 3207189A JP 20718991 A JP20718991 A JP 20718991A JP H0534677 A JPH0534677 A JP H0534677A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal panel
pixel
surface side
Prior art date
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Pending
Application number
JP3207189A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Haramoto
政憲 原本
Takehisa Natori
武久 名取
Kimizou Igarashi
喜見三 五十嵐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0534677A publication Critical patent/JPH0534677A/ja
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置において、出力映像上の画素パ
ターン等が目立つことを解消する。 【構成】 液晶パネル5G ,5RBには、各画素に対応し
てその入射面側及び出射面側にマイクロレンズ28,2
9を配置し、かつ投影レンズ7の焦点位置は、マイクロ
レンズ29を通った各画素についての光線が、隣接する
画素間のみで重なり合う位置F1 に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号線及び走査線間に
それぞれ液晶画素が配置されてなる液晶パネルをライト
バルブとして用いた、例えば液晶プロジェクタ等の液晶
表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルをライトバルブとして使用
し、カラー映像を出力する液晶表示装置として液晶プロ
ジェクタがあげられる。一例として1板式の液晶プロジ
ェクタでは、3原色RGB(赤、緑、青)カラーフィル
タを有する液晶パネルに対してハロゲンランプから光を
入射する。この液晶パネルは、例えばTNモード透過型
液晶に水平及び垂直方向の電極が配置されてマトリクス
状の画素が形成されており、RGBカラーフィルタに対
応した各画素において、RGBビデオ信号に基づいてT
N液晶が画素単位で駆動(透過率制御)されることによ
り、液晶パネルの出力光としてカラー映像を得ることが
できる。液晶パネルからの出力光は投射レンズによりス
クリーン投影される。
【0003】また、3原色RGB光(赤、緑、青)にそ
れぞれ対応する3枚の液晶パネルを設けた3板式の液晶
プロジェクタも実施されており、この場合、光源からの
光をR光、B光、G光と3色に分光し、各液晶パネルに
入射させる。各液晶パネルはそれぞれの色に対応する映
像信号に基づいて各画素が駆動されているため、各液晶
パネルからの出射光を再び合成して、投射レンズでスク
リーン投影することによりカラー映像が得られる。さら
に、例えばR光、B光に対応する液晶パネルとG光に対
応する液晶パネルを使用した2板式の液晶プロジェクタ
も開発されている。
【0004】このような液晶表示装置において使用され
る液晶パネルは例えば図10のように構成されている。
この図10に示す液晶パネル60は、2枚の透明ガラス
基板61,62の間に液晶63が封入されており、この
液晶63を封入した各透明ガラス基板61,62の対向
部分のうち、一方の透明ガラス基板61側(光入射面
側)には共通電極64が形成されている。また他方の透
明ガラス基板62側(光出射面側)には信号線及び走査
線や、それらのクロスポイントに設けられた薄膜トラン
ジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等の非線形素
子65、及び非線形素子65に接続され信号線及び走査
線間にマトリクス状に配された画素電極66等が形成さ
れている。そして、この画素電極66により液晶画素が
それぞれ形成されている。
【0005】このような液晶パネル60では、透明ガラ
ス基板61側から光線が入射すると、光励起によりTF
Tから漏れ電流が生じたり、信号線及び走査線周辺の光
透過率のコントロールされていないところから不要な透
過光を生じたりして、画像のコントラストが低下する恐
れがある。そこで、これを防止するために液晶画素以外
の部分には、透明ガラス基板61に遮光性の高い薄膜6
7(ブラックマスク)をパターニングすることによっ
て、不要な光が入射しないようにされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような液晶パネル
を使用した液晶プロジェクタにより、例えば25〜10
0インチ程度の大画面映像が容易に実現されるが、例え
ば3板式の液晶プロジェクタにおいてR光,G光,B光
についてそれぞれ使用される上記したアクティブマトリ
クス方式の液晶パネルとしては、標準タイプとして、例
えば画素数が10万程度とされている。
【0007】ところが、このような液晶プロジェクタで
は、特に大画面表示とした場合に、投射映像上に画素間
のブラックマスク67によるストライプが生じ、画素
(ドット)が目立ってしまうことになり、投射映像の画
質を損ねているという問題があった。また、液晶パネル
を2枚使用した2板式液晶プロジェクタや液晶パネルを
1枚使用した1板式液晶プロジェクタでは、3板式に比
べて総画素数が減ることになるため、より画素が目立
ち、ブラックマスク67による画質劣化がより重大な問
題となっていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、光源から出力された光を映像信号に基づい
てライトバルブとして駆動される液晶パネルに入射し、
この液晶パネルからの出射光を投影レンズにより投影す
ることによって映像表示をなす液晶表示装置において、
ライトバルブとされる液晶パネルは、各画素に対応して
その入射面側及び出射面側にマイクロレンズが配置され
ているようにするとともに、液晶パネルの出射光を投影
する投影レンズの焦点位置は、液晶パネルにおける出射
面側のマイクロレンズを通った各画素についての光線が
隣接する画素間のみで重なり合う位置になるように設定
するものである。
【0009】
【作用】液晶パネルの入射面側及び出射面側にマイクロ
レンズを配置することにより、液晶パネルに入射した光
線はブラックマスクを避けるように液晶パネルを通過す
ることができ、さらに、投影レンズの焦点位置が、液晶
パネルにおける出射面側のマイクロレンズを通った各画
素についての光線が隣接する画素間のみで重なり合う位
置になるように設定されていることにより、投射映像上
にブラックマスクの影響は現われない。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例としての液晶プロジ
ェクタの投影光学系を示すものである。1は光源となる
メタルハライドランプ、2は所定の波長の光を選択的に
透過することができるダイクロイックミラーであり、こ
こではG光のみが透過される。3a,3bはミラー、4
a,4bはコンデンサレンズを示す。
【0011】5G はダイクロイックミラー2で分光され
たG光が入射される液晶パネルであり、例えば図2のよ
うにアクティブマトリクス方式で画素が形成される。こ
のマトリクス部では、ゲートライン駆動回路によって線
順次方式でゲートラインG1〜Gm が走査され各水平ラ
イン毎に能動素子T(TFT:薄膜トランジスタ)がオ
ンとされるとともに、信号ライン駆動回路により信号ラ
インS1 〜Sn にGビデオ信号EG に基ずいた駆動電圧
が印加され、キャパシタCに信号電荷が供給される。こ
の信号電荷により、液晶LCは次の走査まで駆動(励
起)される。以上の走査により各画素(液晶セル)の透
過率が制御され、液晶パネル5G からG映像が得られ
る。
【0012】5RBはR光及びB光が入射される液晶パネ
ルであり、各画素に対応してR及びBのカラーフィルタ
5Fが形成されることにより、R光はR画素へ、B光は
B画素へ入射される。そして液晶パネル5G と同様にア
クティブマトリクス方式においてRビデオ信号ER 及び
Bビデオ信号EB に基づいて、それぞれR液晶セル及び
B液晶セルが駆動され、RB合成映像が出力される。6
はG光のみを反射させるダイクロイックミラーであり、
このダイクロイックミラーにより液晶パネル5G と液晶
パネル5RBからの出射光が合成され、投射レンズ7を介
してカラー映像がスクリーン投影されることになる。
【0013】この実施例においては、液晶パネル5G は
全画素がG光について使用されるが、液晶パネル5RBで
は画素はRとBで1:1の割合で分けられるため、例え
ば各液晶パネル5RB及び5G の画素は図3(a)(b)
に示すように構成されることになる。
【0014】ここで、本実施例の液晶プロジェクタにお
ける液晶パネル5G 及び5RBの構成を図4に示す。図4
の液晶パネル5G ,5RBは、2枚の透明ガラス基板2
1,22の間に液晶23が封入されており、一方の透明
ガラス基板21側には共通電極24が形成されている。
【0015】また他方の透明ガラス基板22側には、前
記図2に示した信号線S1 〜Sn 及びゲート線G1 〜G
m や、それらのクロスポイントに設けられた薄膜トラン
ジスタT等の非線形素子25が配置され、また、非線形
素子25に接続されて信号線S1 〜Sn 及びゲート線G
1 〜Gm の間にマトリクス状に配された画素電極26が
形成されている。画素電極26により各液晶画素が形成
される。
【0016】また27は透明ガラス基板21側において
画素に相当しない部分において不要な光が入射しないよ
うにパターニングされた遮光性の高い薄膜(ブラックマ
スク)である。
【0017】そしてさらに、透明ガラス基板21の外
面、即ちG光、又はR光及びB光が略平行光線として入
射する入射面側には、図5からもわかるように各画素に
対応してマイクロレンズ28が設けられている。また、
この透明ガラス基板21側のマイクロレンズ28と対応
して透明ガラス基板22の外面側にもマイクロレンズ2
9が設けられている。つまり、各画素に付いて透明ガラ
ス基板21,22に一対のマイクロレンズ(28,2
9)が対応している。
【0018】従って、このような液晶パネル5G ,5RB
に対して入射される入射光Li のほとんどの成分は、各
マイクロレンズ28によって収束され、ブラックマスク
27に到達せず、ライトバルブとして機能する画素部分
を通過する。そして画素単位で透過率制御された光線は
さらに透明ガラス基板22を通過した後マイクロレンズ
29によって所定角度屈折され、略平行光線Lo として
液晶パネル5G ,5RBから出射されることになる。
【0019】そして、本実施例の液晶プロジェクタはこ
のような液晶パネル5G ,5RBの出射光に対しては、各
画素単位の出射光が隣接する画素間のみで重なり合う
(又は接する)位置である、図4に示すF1 地点が、投
影レンズ7の焦点位置となるように設定されている。こ
のF1 点においては、各画素に対応する出射光L0 が重
なり合った状態にあるため、画像を形成するほぼすべて
の光成分はライトバルブとしての画素を適正に通過した
光成分である。
【0020】従って投影レンズ7の焦点位置が液晶パネ
ル5G ,5RBからずれたF1 点に設定されていることに
より、投影レンズ7によるスクリーン上への投射映像
に、ブラックマスクによる影響、即ち画素に対応するド
ットやストライプパターンが目立って生じ、画質が損な
われるということは解消されることになる。
【0021】なお、液晶パネル5G ,5RBにおいては、
マイクロレンズ28,29の作用により入射光成分の殆
どが透過率制御された後液晶パネル出射光とされること
になるため、液晶パネル5G ,5RBの開口率が向上する
という利点も生ずる。
【0022】上記の液晶パネル5G ,5RBに対して、入
射光Li が集束光及び発散光であった場合は図6に示さ
れる。液晶プロジェクタ等の液晶表示装置では、メタル
ハライドランプ等による光源1が厳密には点光源ではな
いことや、放物面とされたリフレクターを介さないで直
接液晶パネル5G ,5RBに進行する光成分があること、
さらにはコンデンサレンズ4a,4b等の光学系の設計
条件等により、液晶パネルへの入射光Li は集束光及び
発散光成分を持つことが多い。
【0023】このような集束光及び発散光が入射光Li
として供給される液晶プロジェクタの場合は、図6のよ
うに各画素単位の出射光が隣接する画素間のみで重なり
合う(又は接する)位置は、多少変動することになる。
従って投影レンズ7の焦点位置は例えば図中F2 点に設
定されることになる。この場合も投影レンズ7によるス
クリーン上への投射映像に、画素に対応するドットやス
トライプパターンが目立って、画質を損ねることはほと
んど解消されることになる。
【0024】ところで、図7(a)(b)は液晶パネル
5RB,5G における画素配列の他の例を示すものであ
り、この図7の液晶パネル5RB,5G を本実施例に採用
した場合は、透明ガラス基板21,22上に設けられる
マイクロレンズ28,29も、この画素配列に対応し
て、例えば図8に示されるように形成される。この場合
も上記と同様の効果を得ることができる。
【0025】また、図3や図7の画素配列において、マ
イクロレンズを設けない場合に投射映像上に横方向にス
トライプが目立ってしまうような場合は、例えば図9の
ような、かまぼこ型のマイクロレンズ28,29を透明
ガラス基板21,22の外面に設けるようにしてもよ
い。もちろん、縦方向にかまぼこ型のマイクロレンズ2
8,29を配することが適切な場合も考えられる。即ち
投射映像上に縦じまが生じているような液晶パネルが使
用されている場合である。
【0026】なお、上記実施例は液晶プロジェクタの例
で説明したが、液晶パネルをライトバルブとして使用し
た表示装置であれば本発明は適用できる。もちろん液晶
パネルを2枚使用した2板式に限らず、投影光学系が3
板式、1板式のもの等においても本発明は有用である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示装
置は、ライトバルブとして駆動される液晶パネルには、
各画素に対応してその入射面側及び出射面側にマイクロ
レンズが配置されているとともに、投影レンズの焦点位
置は、出射面側のマイクロレンズを通った各画素につい
ての光線が、隣接する画素間のみで重なり合う位置に設
定されていることにより、出力映像上に画素に対応する
ドットやストライプパターンが目立って生じることは解
消され、画質を向上させることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す光学ブロック図であ
る。
【図2】本実施例における液晶パネルのマトリクス部の
等価回路図である。
【図3】本実施例における液晶パネルの画素構成例の説
明図である。
【図4】本実施例における液晶パネル及び投影レンズの
焦点位置の説明図である。
【図5】本実施例における液晶パネルのマイクロレンズ
の説明図である。
【図6】本実施例における液晶パネル及び投影レンズの
焦点位置の説明図である。
【図7】本実施例における液晶パネルの他の画素構成例
の説明図である。
【図8】本実施例における液晶パネルの他のマイクロレ
ンズの説明図である。
【図9】本実施例における液晶パネルのさらに他のマイ
クロレンズの説明図である。
【図10】従来の液晶パネルの説明図である。
【符号の説明】
5G ,5RB 液晶パネル 7 投影レンズ 21,22 透明ガラス基板 23 液晶 28 29 マイクロレンズ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 光源から出力された光を映像信号に基づ
    いてライトバルブとして駆動される液晶パネルに入射
    し、この液晶パネルからの出射光を投影レンズにより投
    影することによって映像表示をなす液晶表示装置におい
    て、 前記液晶パネルは、各画素に対応してその入射面側及び
    出射面側にマイクロレンズが配置されているとともに、
    前記投影レンズの焦点位置は、前記出射面側のマイクロ
    レンズを通った各画素についての光線が、隣接する画素
    間のみで重なり合う位置に設定されていることを特徴と
    する液晶表示装置。
JP3207189A 1991-07-25 1991-07-25 液晶表示装置 Pending JPH0534677A (ja)

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JP3207189A JPH0534677A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 液晶表示装置

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JP3207189A JPH0534677A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 液晶表示装置

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JPH0534677A true JPH0534677A (ja) 1993-02-12

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ID=16535727

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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